為什么冬天鋰電池容量會變低

為什么冬天鋰電池容量會變低鋰離子電池自從進入市場以來，以其壽命長、比容量大、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點，獲得了廣泛的應(yīng)用。鋰離子電池在低溫條件下使用存在容量低、衰減嚴重、循環(huán)倍率性能差、析鋰現(xiàn)象明顯、脫嵌鋰不平衡等問題。然而，隨著應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，鋰離子電池的低溫性能低劣帶來的制約愈加明顯。據(jù)報道，在-20℃時鋰離子電池放電容量只有室溫時的31.5%左右。傳統(tǒng)鋰離子電池工作溫度在-20~+55℃之間。但是在航空航天、軍工、電動車等領(lǐng)域，要求電池能在-40℃正常工作。因此，改善鋰離子電池低溫性能具有重大意義。一制約鋰離子電池低溫性能的因素a.低溫環(huán)境下，電解液的黏度增大，甚至部分凝固，導(dǎo)致鋰離子電池的導(dǎo)電率下降。b.低溫環(huán)境下電解液與負極、隔膜之間的相容性變差。c.低溫環(huán)境下鋰離子電池的負極析鋰比較嚴重，并且析出的金屬鋰與電解液發(fā)生反應(yīng)，其產(chǎn)物沉積導(dǎo)致固態(tài)電解質(zhì)界面膜（SEI膜）厚度的增加。

d.低溫環(huán)境下鋰離子電池在活性物質(zhì)內(nèi)部擴散系統(tǒng)降低，電荷轉(zhuǎn)移阻抗（Rct）顯著增大。二影響鋰離子電池低溫性能因素的探討專家觀點一：電解液對鋰離子電池低溫性能的影響最大，電解液的成分及物化性能對電池低溫性能有重要影響。電池低溫下循環(huán)面臨的問題是：電解液粘度會變大，離子傳導(dǎo)速度變慢，造成外電路電子遷移速度不匹配，因此電池出現(xiàn)嚴重極化，充放電容量出現(xiàn)急劇降低。尤其當?shù)蜏爻潆姇r，鋰離子很容易在負極表面形成鋰枝晶，導(dǎo)致電池失效。電解液的低溫性能與電解液自身電導(dǎo)率的大小關(guān)系密切，電導(dǎo)率大電解液的傳輸離子快，低溫下可以發(fā)揮出更多的容量。電解液中的鋰鹽解離的越多，遷移數(shù)目就越多，電導(dǎo)率就越高。電導(dǎo)率高，離子傳導(dǎo)速率越快，所受極化就越小，在低溫下電池的性能表現(xiàn)越好。因此較高的電導(dǎo)率是實現(xiàn)鋰離子蓄電池良好低溫性能的必要條件。電解液的電導(dǎo)率與電解液的組成成分有關(guān)，減小溶劑的粘度是提高電解液電導(dǎo)率的途徑之一。溶劑低溫下具有良好的流動性是離子運輸?shù)谋Ｕ?，而低溫下電解液在負極所形成的固體電解質(zhì)膜（SEI膜）也是影響鋰離子傳導(dǎo)的關(guān)鍵，且RSEI為鋰離子電池在低溫環(huán)境下的主要阻抗。專家觀點二：限制鋰離子電池低溫性能的主要因素是低溫下急劇增加的Li+擴散阻抗，而并非SEI膜。三為保證鋰離子電池的低溫性能，需要做好以下幾點：

(1)形成薄而致密的SEI膜；(2)保證Li+在活性物質(zhì)中具有較大的擴散系數(shù)；(3)電解液在低溫下具有高的離子電導(dǎo)率。此外，研究中還可另辟蹊徑，將目光投向另一類鋰離子電池—全固態(tài)鋰離子電池。相較常規(guī)的鋰離子電